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1、论述广播通信的各种卫星的特点和功能树人大学 通信 081 通信 081 王武州 200805016123摘要：通信卫星，是作为无线电通信中继站的卫星。它像一个国际信使，收集来自地面的各种“信件”，然后再“投递”到另一个地方的用户手里。由于它是“站”在 36000 公里的高空，所以它的“投递”覆盖面特别大，一颗卫星就可以负责 1/3 地球表面的通信。如果在地球静止轨道上均匀地放置三颗通信卫星，便可以实现除南北极之外的全球通信。当卫星接收到从一个地面站发来的微弱无线电信号后，会自动把它变成大功率信号，然后发到另一个地面站，或传送到另一颗通信卫星上后，再发到地球另一侧的地面站上，这样，我们就收到了从
2、很远的地方发出的信号。通信卫星是世界上应用最早、应用最广的卫星之一，许多国家都发射了通信卫星。翻译：Abstract: The communication satellite, radio relay stations as the satellite. It is like an international courier to collect from the ground various letters and then delivered to the hands of another user. Because it is standing in the altitude of 36
3、,000 kilometers, so its delivery coverage particularly large, a satellite can be responsible for 1 / 3 of the Earths surface communication. If even in the geostationary orbit communications satellite placed three, they can achieve than global communications outside the poles. When the satellite grou
4、nd station received from a weak radio signal sent, it will automatically turn it into a high-power signals关键词： 移动通信卫星 电视广播卫星 海事通信卫星 跟踪和数据中继卫星文章：卫星通信是现代通信技术，航空航天技术，计算机技术结合的重要成果。卫星通信在国际通信，国内通信，国防，移动通信以及广播电视等领域，得到了广泛应用。卫星通信之所以成为强有力的现代通信手段之一，是因为它具有频带宽，容量大，使用多种业务，覆盖能力强，性能稳定，不受地理条件限制，成本与通信距离无关等特点。卫星通信与其他通
5、信方式相比具有其独特的特点。1 通信距离远，通信成本与距离无关由于卫星在离地面几百，几千，几万千米的高度，因此在卫星能覆盖到的范围内，通信成本与距离无关。以地球静止卫星来看，卫星离地，一颗卫星几乎覆盖地球的/3，利用它可以实现最大通信距离约为 18000km，地球站的建设成本与距离无关。如果采用地球静止卫星，只要 3 颗就可以基本实现全球的覆盖。2 以广播方式工作，便于实现多址连接卫星通信系统类似于一个多发射台的广播系统，每个有发射机的地球站都可以发射信号，在整个卫星覆盖区内都可以收到所有广播信号。因此只要同时具有手法信机，就可以在几个地球站之间建立通信连接，提供了灵活的组网方式。3 通信容量
6、大，传送的业务种类多由于卫星采用的射频频率在微波波段，可供使用的频带宽，加上太阳能技术和卫星转发器功率越来越大，随着新体制、新技术的不断发展，卫星通信容量越来越大，传输的业务类型越来越多。4 需要采用先进的空间电子技术由于卫星与地球站的距离远，电磁波在空间中的损耗很大，因此需要采用高增益的天线、大功率发射机、低噪声接受设备和高灵敏调制解调器等。并且空间的电子环境复杂多变，系统必须要承受高低温差大、宇宙辐射强等不利条件，因此卫星设备的材料必须是特指的，能适应空间环境的。由于卫星造价高，系统还必须采用高可靠性设计。5 需要解决信号传播时延带来的影响由于卫星与地面站距离远，信号传输的时延很明显。对一
7、些业务（如话音）来说，必须采取措施解决时延带来的影响。6 需要解决卫星的姿态控制问题由于空间的环境复杂多变，卫星轨道可能有飘逸，姿态可能有偏转，由于卫星离地远，因此轻微飘逸和姿态偏转可能造成地面接受的信号变化很大，因此卫星的精确姿态控制也是必须解决的问题。此外，还必须解决星蚀、地面微波系统与卫星系统的干扰等问题，这些都是保证卫星通信系统正常运转的必要条件。因此，按照通信业务种类的不同我们来逐一阐述各个卫星的功能和特点1 海事通信卫星系统的空间段由四颗工作卫星和在轨道上等待随时启用的四颗备用卫星组成。这些卫星位于距离地球赤道上空约 35700km 的同步轨道上，轨道上卫星的运动与地球自转同步，即
8、与地球表面保持相对固定位置。所有卫星受位于英国伦敦 Inmarsat 总部的卫星控制中心（SCC）控制，以保证每颗卫星的正常运行。 每颗卫星可覆盖地球表面约 13 面积，覆盖区内地球上的卫星终端的天线与所覆盖的卫星处于视距范围内。四个卫星覆盖区分别是大西洋东区、大西洋西区、太平洋区和印度洋区。目前使用的是 Inmarsat 第三代卫星，它们拥有 48dBW 的全向辐射功率，比第二代卫星高出 8 倍，同时第三代卫星有一个全球波束转发器和五个点波束转发器。由于点波束和双极化技术的引入，使得在第三代卫星上可以动态地进行功率和频带分配，从而大大提高了卫星信道资源的利用率。为了降低终端尺寸及发射电平，I
9、nmarsat-4 系统通过卫星的点波束系统进行通信。除南北纬 75 度以上的极地区域以外，四个卫星几乎可以覆盖全球所有的陆地。海事卫星配备了有史以来最智能和最轻便的天线。该服务可满足用户对可靠和高质量全球网络连接和语音通讯的需求，能够从真正意义上利用卫星宽带方案，跨进全球宽带时代。具有设备体积小、重量轻，安装简单、成本低廉、性价比高，非常实用等特点。连接至标准的 PC，并支持现有的所有系统。2 移 动 通 信 卫 星 的 最 大 特 点 就 是 可 以 为 移 动 用 户 之 间 提 供 通 信 服 务 ， 如 车 辆 、飞 机 、 船 舶 、 甚 至 个 人 的 通 信 ， 而 且 具 有
10、 覆 盖 区 域 更 广 、 不 受 地 理 障 碍 约 束 和用 户 运 动 限 制 等 优 势 ， 使 光 纤 通 信 望 尘 莫 及 ， 所 以 越 来 越 受 到 重 视 和 欢 迎 。 从移 动 通 信 卫 星 的 轨 道 看 ， 目 前 移 动 通 信 卫 星 的 轨 道 有 以 下 三 种 ， 它 们 各 有 千 秋 ，相 得 益 彰 。 移 动 通 信 卫 星 的 收 发 天 线 尺 寸 和 发 射 功 率 一 般 都 比 较 高 ， 并 采 用 雨致 衰 减 小 和 信 号 传 输 损 耗 小 的 L 波 段 传 输 信 号 ， 目 的 是 减 小 地 面 用 户 终 端 的
11、 尺寸 ， 便 于 携 带 ， 保 证 通 信 质 量 。 移 动 通 信 卫 星 不 但 能 够 为 大 型 的 移 动 用 户 ， 如船 舶 、 飞 机 及 车 辆 等 提 供 通 信 服 务 ， 而 且 可 以 使 个 人 的 手 机 直 接 进 行 卫 星 通 信 ，已 发 射 的 “依 星 ”和 “全 球 星 ”就 是 典 型 。 在 特 定 的 情 况 下 ， 它 们 体 现 了 其 他的 通 信 系 统 没 有 的 优 越 性 。 比 如 ， 去 极 地 的 考 察 人 员 ， 用 “依 星 ”手 机 能 十分 方 便 地 与 国 内 通 信 ， 使 其 它 通 信 手 段 相
12、形 见 绌 ； 在 印 度 及 我 国 的 台 湾 发 生 地震 ， 其 它 通 信 手 段 遭 到 破 坏 的 情 况 下 ， “依 星 ”手 机 仍 然 能 可 靠 地 工 作 保 证 了与 外 界 的 通 信 联 系 。 移 动 通 信 卫 星 能 够 为 用 户 直 接 进 行 话 音 通 信 服 务 ， 但 不 能转 发 电 视 节 目 。 转 发 电 视 节 目 是 由 电 视 直 播 卫 星 来 完 成 的 。 用 户 可 以 直 接 收 看或 收 听 卫 星 转 发 的 节 目 ， 但 一 般 只 能 在 固 定 的 地 点 收 看 收 听 节 目 。 电 视 直 播 卫星 已
13、 成 为 当 代 发 展 的 热 点 。 这 种 卫 星 的 特 点 与 移 动 通 信 卫 星 大 致 相 似 ， 即 高 功率 发 射 下 行 信 号 ， 拥 有 大 面 积 太 阳 电 池 阵 （ 保 证 提 供 千 瓦 级 以 上 电 源 ） 、 高 精度 轨 道 控 制 和 天 线 指 向 等 。 这 些 都 是 为 了 减 轻 地 面 用 户 负 担 ， 使 他 们 的 接 收 终端 小 型 化 。 换 句 话 说 ， 就 是 把 困 难 留 给 卫 星 ， 把 方 便 让 给 用 户 。 当 代 电 视 直 播 卫 星 采 用 了 数 字 视 频 压 缩 技 术 ， 因 而 大
14、大 节 省 了 频 带 宽 度 ， 提 高了 传 输 视 频 数 据 的 速 率 。 这 种 采 用 数 字 视 频 压 缩 技 术 的 卫 星 ， 可 提 供 上 百 套 电视 节 目 ， 家 庭 只 需 装 一 个 直 径 0.45 米 的 天 线 和 接 收 译 码 器 ， 就 能 直 接 在 电 视机 上 收 看 高 质 量 的 卫 星 电 视 节 目 。3 电 视 广 播 卫 星 电视广播技术以电的方式、光的速度，同时将活动的彩像和声音呈现于遥远之外的电视观众面前，使人们足不出户、就能耳闻目睹天下大事，使得古代人们的“千里眼”与“顺风耳”的美好梦想成为现实。如今，电视在工业、农业、科
15、学、文化、新闻、医药、空间、国防等方面得到愈来愈广泛的应用。由于卫星直播电视具有覆盖面广、节目容量大、像质量好、接收设备体积小等优点，受到了世界各国的广泛重视。自七十年代未开始，各发达国家纷纷制定卫星广播计划，并积极投入实施。迄今为止，运行于同步轨道上的卫星数量已达一百多颗，转播的卫星电视节目已达数千个之多。4 跟踪和数据中继卫星 1983 年 4 月 ， 美 国 从 “挑 战 者 ”号 航 天 飞 机 上 发 射 了 第一 颗 跟 踪 和 数 据 中 继 卫 星 ， 它 也 是 现 代 最 大 的 通 信 卫 星 。 跟 踪 和 数 据 中 继 卫 星相 当 于 把 地 面 上 的 测 控
16、站 升 高 到 了 地 球 静 止 卫 星 轨 道 高 度 ， 一 颗 卫 星 就 能 观 测到 大 部 分 在 近 地 空 域 内 飞 行 的 航 天 器 ， 两 颗 卫 星 组 网 就 能 基 本 上 覆 盖 整 个 中 、低 轨 道 的 空 域 。 因 此 由 两 颗 卫 星 和 一 个 测 控 站 所 组 成 的 跟 踪 和 数 据 中 继 卫 星 系统 ， 可 以 取 代 配 置 在 世 界 各 地 由 许 多 测 控 站 构 成 的 航 天 测 控 网 。 跟 踪 和 数 据 中继 卫 星 的 主 要 用 途 有 ： 跟 踪 、 测 定 中 、 低 轨 道 卫 星 ； 为 对 地 观 测 卫 星 实 时 转 发遥 感 、 遥 测 数 据 ； 承 担 航 天 飞 机 和 载 人 飞 船 的 通 信 和 数 据 传 输 中 继 业 务 和 满 足军 事 特 殊 需 要 等 。结 束 语 由于卫星通讯各方面的技术已十分普遍，费用逐渐下降，现在不但个别的国家有能力利用，甚至连个别的商业机构也在跃跃
